研究成果

Jianwen Liu, Xin Song, Lai Zhou, Shiquan Wang, Wei Song, Wei Liu, Huali Long, Lixin Zhou, Huimin Wu, Chuanqi Feng, Zaiping Guo*, Fluorinated phosphazene derivative-A promising electrolyte additive for high voltage lithium ion batteries: From electrochemical performance to corrosion mechanism, Nano Energy, 2018, 46, 404-414. (IF: 17.6)

开发用于下一代高压锂离子电池的新型电解质至关重要。在这项工作中，为提高锂镍锰氧化物（LiNi_0.5Mn_1.5O₄）阴极的电化学性能和安全性，提出了一种氟化磷腈衍生物乙氧基-（五氟）-环三磷腈（PFN）。加入PFN可使电解质优先被氧化和分解，从而产生一些线性聚合物，多环聚合物，LiNO₃，RONO₂Li（RONO₂：硝酸酯官能团，R代表任何有机残基）， Li₃PO₄和ROPO₃Li（ROPO₃：磷酸单酯）。这些生成的材料在阴极材料的表面上形成致密，均匀且薄的保护层，从而抑制了电解质的分解和电极腐蚀，从而保护了LiNi_0.5Mn_1.5O₄免受结构破坏。由于保护膜的覆盖和腐蚀抑制作用，充电和放电测试表明PFN可以有效地改善LiNi_0.5Mn_1.5O₄的循环稳定性。PFN含量为5 wt％的电池的放电容量为124.4 mAh/g和99.8 mAh/g在分别以0.2 C和1 C的电流速率进行100次循环后，这比没有PFN的性能好得多。同时，由于不可燃的环磷腈和氟的组合结构，PFN产生了高度协同的阻燃效果，而PFN的含量低几乎可以完全消除燃烧的电解质，从而为锂离子电池提供了出色的安全性能。